DE4224259C2 - Vorrichtung und Verfahren zur gemeinsamen Beseitigung von Verunreinigungen aus sowohl flüssigen als auch gasförmigen Fluiden - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur gemeinsamen Beseitigung von Verunreinigungen aus sowohl flüssigen als auch gasförmigen FluidenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gemeinsamen
Beseitigung von Verunreinigungen aus sowohl flüssigen
als auch gasförmigen Fluiden durch Behandlung mit Ozon
in einem Reaktor, sowie ein Verfahren zur gemeinsamen
Beseitigung von Verunreinigungen aus sowohl flüssigen
als auch gasförmigen Fluiden durch Behandlung mit Ozon
mittels dieser Vorrichtung.
Verfahren zur Beseitigung von Verunreinigungen in
Grund- und Oberflächenwässern mittels Ozon, wie in der
DE-OS 29 20 010 beschrieben, beschränken sich auf die
Reinigung von Abwässern mit natürlichen oder aus Pro
duktionsprozessen der chemischen Industrie abfallenden
Verunreinigungen, wobei die Gewässer durch Absenkbrun
nen abgesaugt werden. Ein in der DE-OS 19 60 953 be
schriebenes Verfahren zum Kondensieren und Gefrieren
von Wasserdampf aus einem Gasgemisch findet in An
ordnungen Verwendung, die zum Ausfällen eines bestimm
ten Bestandteiles, z. B. Schwefeldioxid, aus einem Gas
gemisch dienen, in denen das kalte Restgas zum Wärme
austausch mit zugeführtem heißen und nicht aufbereite
tem Gas verwendet wird und das Gasgemisch vor Eintreten
in den Kondensator relativ frei von Wasser sein soll.
Aus der DE-OS 20 25 523 ist bekannt, titrimetrische
Messungen zum Überwachen und Regeln von chemischen Be
handlungsbädern durchzuführen.
Ein weitverbreitetes Problem ergibt sich bei der indu
striellen Fertigung von Innenbeschichtungen für Deckel,
beispielsweise von Flaschen und Dosen, bei der toxische
und/oder explosive Gase entstehen können, die aus dem
jeweiligen Herstellungsverfahren resultieren. So können
beispielsweise bei sogen. Twist-off-Deckeln, die eine
einen Weichmacher enthaltene Gummierung aufweisen, to
xische Gase freigesetzt werden, wenn diese Deckel auf
ca. 180°C erhitzt werden, damit die Deckel dicht auf
die Dosen oder Flaschen aufgebracht werden können.
Könnten diese Gase durch eine Absaugeinrichtung einer
Entsorgungseinrichtung zugeführt werden, so wäre ein
unproblematischer Umgang bei diesen und ähnlichen Her
stellungsverfahren gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu
schaffen, bei der mittels Ozon Verunreinigungen gleichzeitig aus
gasförmigen und flüssigen Fluiden entfernt werden kön
nen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vor
richtung, enthaltend eine Absaugkammer für das gasför
mige Fluid, der ein Wärmetauscher und diesem der Reak
tor nachgeordnet sind, wobei der Wärmetauscher einen
Kondensator zur Überführung des gasförmigen Fluids in
verschiedene Aggregatzustände und für jeden Aggregatzu
stand eine getrennte Zuleitung zum Reaktor enthält,
ferner ein Reservoir für das flüssige Fluid, dem eine
Pumpe in einer Steigleitung, welche mit einer Unter
druckversorgung im Reservoir und über eine Hauptleitung
mit dem unteren Bereich des Reservoirs verbunden ist,
zugeordnet ist sowie getrennt Absaugleitungen von der
Oberfläche und vom Boden des Reservoirs, die sowohl mit
dem Reaktor als auch über die Steigleitung wieder mit
dem Reservoir verbunden sind, ferner eine den Gasraum
über der Flüssigkeitsoberfläche im Reaktor mit der Un
terdruckversorgung verbindende Unterdruckleitung,
eine im Reaktor angeordnete Steigleitung in der eine
Pumpe und eine zweite Unterdruckversorgung, die über
eine Ozonleitung mit dem Ozonisator verbunden ist, in
stalliert sind, und eine die Ozonmenge steuernde Meß- und
Regeleinrichtung.
Über eine Absaugeinrichtung können toxische Gase erfin
dungsgemäß als Gasgemisch mit Luft derart angesaugt und
in einen Wärmetauscher überführt werden, daß sie in dem
Wärmetauscher in verschiedene Aggregatzustände über
führbar sind und für jeden Aggregatzustand über ge
trennte Zuleitungen zu dem Reaktor geführt werden.
Durch diese Maßnahme können sowohl gasförmige als auch
flüssige Fluide getrennt einer Ozonbehandlung zugeführt
werden, welche durch Messung geeigneter Zustandsgrößen
wie Redoxpotential, pH-Wert, Temperatur, Ozongehalt,
Reaktionsdauer und anderer kennzeichnender Parameter
gesteuert wird. In Abhängigkeit des Verunreinigungsgra
des wird nach einem festzulegenden Sollwert die Ver
weildauer der verunreinigten Lösung in dem Reaktor, in
dem die Ozonbehandlung stattfindet, und der Ozongehalt
eingestellt. Es ist vorgesehen, neben der analogen auch
eine digitale Steuerung der Ozonabgabe und der Ver
weildauer der Fluide in dem Reaktor, einzurichten, wo
bei letztlich die gesamte Anlage zukünftig auf digita
len Betrieb umgestellt werden soll. Ein weiterer Vor
teil der Erfindung liegt darin, daß es durch die gere
gelte Ozonabgabe nicht zu Belastungen der Umgebung mit
Ozon kommt.
Neben der Absaugeinrichtung von Gasgemischen bietet die
Erfindung aber gleichzeitig noch die Möglichkeit, ver
unreinigte Flüssigkeiten aus einem Vorratsreservoir
anzusaugen und diese ebenfalls einer Ozonbehandlung
zuzuführen, wobei der Reaktor, in dem die Ozonbehand
lung stattfindet gleichsam das kondensierte Gasgemisch
und die verunreinigte Flüssigkeit aufnimmt, wobei diese
gleichzeitig als Medium für das Ozon dient, d. h. das
Ozon wird, zumindest teilweise, in der Flüssigkeit ge
löst.
Weiter besteht die Möglichkeit, daß die gereinigten
Fluide zur Beseitigung von Verunreinigungen, welche
nicht mit Ozon beseitigt werden können, einer Filteran
lage zugeführt werden und/oder einer Anordnung zu führ
bar sind, in welcher mit Hilfe von nitrifizierenden
Bakterien organische Wasserinhaltsstoffe in Nitrate um
gewandelt werden.
Die Erfindung hat sich als ausgesprochen wirkungsvoll
und sehr vielseitig anwendbar herausgestellt. So konn
ten durch die Ozonbehandlung Öle, Speiseöle, Motoren
öle, sowie PVC (Polyvinylchlorid)-Späne aber auch stark
basische und saure Lösungen durch die Ozonbehandlung in
eine biologisch verträgliche Form gebracht werden, so
daß nach einer anschließenden Verweildauer in der
nitrifizierenden Anordnung keinerlei nachteilige Wir
kung auf das Ökosystem der nitrifizierenden Anordnung
festgestellt werden konnte. Insbesondere der oben in
der Problemstellung erwähnte Weichmacher wurde auf Zer
setzung durch Ozonbehandlung untersucht, wobei sich
herausstellte, daß der Weichmacher zu einer nicht-toxi
schen Verbindung umgewandelt wird, die innerhalb des
Reaktors ausfällt und über die Filteranlage abgefiltert
werden kann. Die feste Verbindung kann nachfolgend
verkompostiert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfah
ren zu schaffen, mit dem Verunreinigungen gleichzeitig aus Flüssig
keiten und Gasen entfernt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, bei dem
das zu reinigende Gas aus der Absaugkammer zuerst im
Wärmetauscher kondensiert wird und die dabei erhaltene
flüssige (Kondensat) und gasförmige Phase (Restgas) ge
trennt in den Reaktor überführt werden, und die zu rei
nigende Flüssigkeit aus dem Reservoir in den Reaktor
geleitet wird, wobei der für den Transport der Fluide
erforderliche Unterdruck über die in Reservoir angeord
nete Unterdruckversorgung erzeugt wird, und bei dem
Ozon durch einen an der Unterdruckversorgung im Reaktor
erzeugt Unterdruck aus dem Ozonisator in den Reaktor
angesaugt wird, wobei die zur Ozonbehandlung erforder
liche Ozonmenge in Abhängigkeit eines vorher festzule
genden, aus reaktionsspezifischen Parametern resultie
renden Sollwertes, über eine Meß- und Regelein
richtung gesteuert wird.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, die gereinigten
Fluide zur Beseitigung von Verunreinigungen, welche
nicht mit Ozon beseitigt werden können, einer Filteran
lage zugeführt werden und/oder einer Anordnung zuführ
bar sind, in welcher mit Hilfe von nitrifizierenden
Bakterien organische Wasserinhaltsstoffe in Nitrate um
gewandelt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich
nung dargestellt und werden nachfolgend näher be
schrieben. Es zeigt
Fig. 1 die schematische Darstellung einer
Anlage zur Beseitigung von Verunreini
gungen aus in mindestens einem Sammel
behälter bevorrateten Fluiden durch Be
handlung mit Ozon;
Fig. 2 den schematischen Seitenquerschnitt
des Wärmetauschers, der eine Baueinheit
der oben genannten Anlage bildet.
In Fig. 1 strömen aus einer Absaugkammer 11 gasförmige
Fluide 12, beispielsweise ein Gasgemisch das aus einer
beliebigen Verbrennungsreaktion resultieren kann, in
den Wärmetauscher 13. Das Gasgemisch 12 läßt sich ent
weder als Druckluft in den Wärmetauscher 13 einführen
oder durch Unterdruck ansaugen. In dem Wärmetauscher 13
kondensiert das Gasgemisch 12 und wird über zwei ge
trennte Abläufe, eine Kondensatleitung 18 und eine
Restgasleitung 17, die das nicht kondensierte Restgas
gemisch abführt, in den Reaktor 14 geführt.
Der für den Transport der Fluide 12 notwendige Unter
druck resultiert aus der an der Steigleitung 20 in dem
Reservoir 16 angeordneten Venturidüse 23. Durch eine
Pumpe 19 mit regelbarer Pumpenleistung in der Steiglei
tung 20 wird aus dem Reservoir 16 Fluid 12a - in diesem
Fall eine Flüssigkeit - durch die Hauptleitung 21 über
die Steigleitung 20 in das Reservoir 16 umgepumpt, wo
bei aber auch über die Absaugleitungen 24 und 25
Flüssigkeit von der Oberfläche oder vom Boden des Re
servoirs 16 abgesaugt werden kann, oder aber auch der
Inhalt des Reaktors 14 wieder dem Reservoir 16 zuge
führt werden kann. Durch die Ventile 22 und 26 können
die Rohrleitungen 21, 24, 25 und 39 entsprechend der
Aufgabe geöffnet bzw. verschlossen werden, wodurch der
Austausch der Fluide innerhalb der vorliegenden Erfin
dung gewährleistet ist.
An eine erste Unterdruckversorgung, nämlich eine Ventu
ridüse 23, ist eine Unterdruckleitung 33 ange
schlossen, die den Gasraum 34 über der Flüs
sigkeitsoberfläche im Reaktor 14 evakuiert.
Im Reaktor 14, in dem die Ozonbehandlung stattfindet,
ist in der kleinen Steigleitung 31 eine kleine Pumpe 32
installiert, die die in dem Reaktor befindlichen Fluide
12b in den oberen Bereich des Reaktors 14 befördert
bzw. umpumpt.
In der Steigleitung 31 ist eine weitere Unterdruckver
sorgung in Form einer Venturidüse 30 angeordnet, die
Ozon 27 aus einem oder mehreren Ozonisatoren 28 über
die Ozonleitung 29 in den Reaktor 14 ansaugt und mit
den Fluiden 12b in Kontakt bringt. Durch die
Unterdruckleitung 33 wird der Gasraum 34 eva
kuiert und überschüssige Gase, vornehmlich Ozon/Luft-
Gemische, dem Reservoir 16 zugeführt.
Der Ozongehalt und die Verweildauer der Fluide 12b in
dem Reaktor 14 werden einerseits mittels mindestens ei
ner Elektrode 36 in dem Reaktor 14 an der Meß- und Re
geleinrichtung 37 gesteuert, zum anderen befindet sich
ein Druckmeßgerät 35 in der Unterdruckleitung 33,
welches ebenfalls mit der Meß- und Regeleinrichtung 37
verbunden ist.
Über einen Dreiwegehahn 38 in der Steigleitung 20 kön
nen die gereinigten Fluide 12c über eine Zubringerlei
tung 39 einer Filteranlage 40 und/oder einer
nitrifizierenden Anordnung 41 zugeführt werden.
In der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung strömt über
einen Ansaugstutzen 46 das Fluid, z. B. ein Gasgemisch,
das aus der Absaugkammer 11 herangeführt wird, in den
mit einem Wärmetauscherverschluß 50 isolierten Wärme
tauscher 13. Innerhalb des Wärmetauschers 13 gelangt
das erwärmte Fluid durch eine Kühlschleuse 47 in den
Kondensator 48, von wo aus es als Kondensat über die
Kondensatleitung 18 und als nicht kondensiertes Rest
gasgemisch über die Restgasleitung 17 getrennt abge
führt werden.
Bezugszeichenliste
11 Absaugkammer
12, 12a, 12b, 12c Fluide
13 Wärmetauscher
14 Reaktor
15 Pumpengehäuse
16 Reservoir (Sammelbehälter)
17 Restgasleitung
18 Kondensatleitung
19 Pumpe
20 Steigleitung
21 Hauptleitung
22 Hauptventil
23 Unterdruckversorgung (Venturidüse)
24 Absaugleitung-Oberfläche
25 Absaugleitung-Boden
26 Nebenventile
27 Ozon
28 Ozonisator
29 Ozonleitung
30 zweite Unterdruckversorgung (Venturidüse)
31 kleine Steigleitung
32 kleine Pumpe
33 Unterdruckleitung
34 Gasraum
35 Druckmeßgerät
36 Meßelektrode
37 Meß- und Regeleinrichtung
38 Dreiwegehahn
39 Zubringerleitung
40 Filteranlage
41 nitrifizierende Anordnung
45 Auffangbecken
46 Ansaugstutzen
47 Kühlschleuse
48 Kondensator
49 Kühlmaschine
50 isolierter Wärmetauscherverschluß
12, 12a, 12b, 12c Fluide
13 Wärmetauscher
14 Reaktor
15 Pumpengehäuse
16 Reservoir (Sammelbehälter)
17 Restgasleitung
18 Kondensatleitung
19 Pumpe
20 Steigleitung
21 Hauptleitung
22 Hauptventil
23 Unterdruckversorgung (Venturidüse)
24 Absaugleitung-Oberfläche
25 Absaugleitung-Boden
26 Nebenventile
27 Ozon
28 Ozonisator
29 Ozonleitung
30 zweite Unterdruckversorgung (Venturidüse)
31 kleine Steigleitung
32 kleine Pumpe
33 Unterdruckleitung
34 Gasraum
35 Druckmeßgerät
36 Meßelektrode
37 Meß- und Regeleinrichtung
38 Dreiwegehahn
39 Zubringerleitung
40 Filteranlage
41 nitrifizierende Anordnung
45 Auffangbecken
46 Ansaugstutzen
47 Kühlschleuse
48 Kondensator
49 Kühlmaschine
50 isolierter Wärmetauscherverschluß
Claims (3)
1. Vorrichtung zur gemeinsamen Beseitigung von Verun
reinigungen aus sowohl flüssigen als auch gasförmi
gen Fluiden durch Behandlung mit Ozon in einem Re
aktor, enthaltend
- - eine Absaugkammer (11) für das gasförmige Fluid, der ein Wärmetauscher (13) und diesem der Reaktor (14) nachgeordnet sind, wobei der Wärmetauscher (13) einen Kondensator (48) zur Überführung des gasför migen Fluids in verschiedene Aggregatzustände und für jeden Aggregatzustand eine getrennte Zuleitung (17, 18) zum Reaktor enthält,
- - ein Reservoir (16) für das flüssige Fluid, dem eine Pumpe (19) in einer Steigleitung (20), welche mit einer Unterdruckversorgung (23) im Reservoir und über eine Hauptleitung (21) mit dem unteren Bereich des Reservoirs verbunden ist, zugeordnet ist sowie getrennt Absaugleitungen von der Oberfläche (24) und vom Boden (25) des Reservoirs, die sowohl mit dem Reaktor als auch über die Steigleitung (20) wieder mit dem Reservoir verbunden sind,
- - eine den Gasraum (34) über der Flüssigkeitsoberflä che im Reaktor mit der Unterdruckversorgung (23) verbindende Unterdruckleitung (33),
- - eine im Reaktor angeordnete Steigleitung (31) in der eine Pumpe (32) und eine zweite Unterdruckversor gung (30), die über eine Ozonleitung mit dem Ozoni sator (28) verbunden ist, installiert sind,
- - und eine die Ozonmenge steuernde Meß- und Regelein richtung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Unterdruckversorgungen (23, 30) Ventu
ridüsen sind.
3. Verfahren zur gemeinsamen Beseitigung von Verunrei
nigungen aus sowohl flüssigen als auch gasförmigen
Fluiden durch Behandlung mit Ozon mittels einer
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das zu reini
gende Gas aus der Absaugkammer zuerst im Wärmetau
scher kondensiert wird und die dabei erhaltene
flüssige (Kondensat) und gasförmige Phase (Restgas)
getrennt in den Reaktor überführt werden, und die
zu reinigende Flüssigkeit aus dem Reservoir in den
Reaktor geleitet wird, wobei der für den Transport
der Fluide erforderliche Unterdruck über die in Re
servoir angeordnete Unterdruckversorgung erzeugt
wird, und bei dem Ozon durch einen an der Unter
druckversorgung im Reaktor erzeugt Unterdruck aus
dem Ozonisator in den Reaktor angesaugt wird, wobei
die zur Ozonbehandlung erforderliche Ozonmenge in
Abhängigkeit eines vorher festzulegenden, aus reak
tionsspezifischen Parametern resultierenden Soll
wertes, über eine Meß- und Regeleinrichtung
gesteuert wird.
Priority Applications (6)
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DE102020100914B4 (de) | 2020-01-16 | 2024-07-04 | Stroakmont & Atton Trading GmbH | Reinigungsgerät und Reinigungsverfahren |
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